本發(fā)明涉及船舶的廢氣處理技術(shù)，尤其是一種船舶廢氣的綜合處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人類(lèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，船舶尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格。為了減少船舶尾氣中的硫氧化物，人們開(kāi)發(fā)了多種船舶尾氣脫硫技術(shù)，如：海水洗滌法、弱堿洗滌法、電解法等，使船舶廢氣中的硫氧化物排放滿(mǎn)足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。船舶尾氣中含有大量的氮氧化物，其中95％為NO，5％為NO2。目前，選擇性催化還原方法可以高效地脫除船舶柴油機(jī)尾氣中的氮氧化物，但該方法存在裝置尺寸大、投資成本高、催化劑易中毒等問(wèn)題，限制了該方法在船舶領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。由于NO難溶于水，它不能直接通過(guò)濕法洗滌的方法進(jìn)行脫除。對(duì)于船舶尾氣中的二氧化碳，行業(yè)內(nèi)尚沒(méi)有成熟的處理技術(shù)。面對(duì)海運(yùn)業(yè)收取碳排放稅的發(fā)展趨勢(shì)，廢氣中二氧化碳處理技術(shù)研發(fā)已經(jīng)迫在眉睫。雖然其他行業(yè)對(duì)二氧化碳的處理已有許多手段，比較成熟的技術(shù)包括：吸收法、吸附法，它們需引入其他試劑，會(huì)產(chǎn)生二次污染，而且回收的二氧化碳為氣態(tài)，不利于保存和轉(zhuǎn)移。另外，對(duì)于船舶來(lái)說(shuō)，吸收法和吸附法均不能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，投入的成本相對(duì)偏高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種投資成本低，既能去除廢氣中硫氧化物和二氧化氮、又能去除廢氣中二氧化碳和一氧化氮，并達(dá)到廢氣純凈排放的船舶廢氣綜合處理回收系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種船舶廢氣綜合處理回收系統(tǒng)，包括硫氧化物和二氧化氮處理系統(tǒng)以及二氧化碳和一氧化氮回收系統(tǒng)；
所述硫氧化物和二氧化氮處理系統(tǒng)包括廢氣排煙管、尾氣洗滌處理裝置和干燥器，所述尾氣洗滌處理裝置和干燥器通過(guò)廢氣排煙管相連，廢氣先通過(guò)尾氣洗滌處理裝置再進(jìn)入干燥器；
所述二氧化碳和一氧化氮回收系統(tǒng)包括壓縮機(jī)組、膨脹機(jī)組、換熱器組、冷凝器組、外部制冷裝置組、低溫泵組和液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置組，所述壓縮機(jī)組包括壓縮機(jī)A、壓縮機(jī)B、壓縮機(jī)C和壓縮機(jī)D，所述膨脹機(jī)組包括膨脹機(jī)A、膨脹機(jī)B和膨脹機(jī)C，所述換熱器組包括換熱器A、換熱器B、換熱器C和換熱器D，所述冷凝器組包括冷凝器A和冷凝器B，所述外部制冷裝置組包括外部制冷裝置A和外部制冷裝置B，所述低溫泵組包括低溫泵A和低溫泵B，所述液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置組包括液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置A和液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置B；所述壓縮機(jī)A的輸入端通過(guò)廢氣管與干燥器連接、輸出端通過(guò)廢氣管依次連接換熱器A、壓縮機(jī)B、換熱器B、膨脹機(jī)A、冷凝器A、壓縮機(jī)C、換熱器C、壓縮機(jī)D、換熱器D、膨脹機(jī)B、冷凝器B和膨脹機(jī)C，所述膨脹機(jī)C的輸出端通過(guò)廢氣管依次經(jīng)換熱器D和換熱器B后接入大氣中；所述壓縮機(jī)B和膨脹機(jī)A通過(guò)聯(lián)軸器A相連，聯(lián)軸器A通過(guò)變頻電馬達(dá)A輸入動(dòng)力；所述壓縮機(jī)D和膨脹機(jī)B通過(guò)聯(lián)軸器B相連，聯(lián)軸器B通過(guò)變頻電馬達(dá)B輸入動(dòng)力；所述換熱器A和換熱器C分別與冷卻水管相連；所述冷凝器A通過(guò)低溫泵B連接到液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置B，所述冷凝器B通過(guò)低溫泵A連接到液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置A，所述膨脹機(jī)C與發(fā)電機(jī)連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
1、本發(fā)明在現(xiàn)有尾氣處理裝置洗滌塔后加入了二氧化碳和一氧化氮回收系統(tǒng)，不僅做到了現(xiàn)要求的硫和氮的排放要求，還對(duì)大氣環(huán)境有巨大影響的二氧化氮和一氧化氮?dú)怏w液化回收，達(dá)到純凈排放的目標(biāo)；在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，加入壓縮膨脹系統(tǒng)，利用逆布雷頓理論，使需液化氣體達(dá)到一個(gè)較低溫度，易于船舶實(shí)現(xiàn)氣體液化回收；利用膨脹機(jī)C、換熱器D和換熱器B構(gòu)成能量回收系統(tǒng)，回收部分可利用能量，提高整個(gè)系統(tǒng)利用效率。
2、本發(fā)明旨從物理的角度，采用低溫捕集法，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染，將船舶廢氣中的二氧化碳和一氧化氮液化回收，實(shí)現(xiàn)船舶廢氣真正的純凈排放。
3、本發(fā)明是一套完整的運(yùn)行系統(tǒng)，無(wú)需其他額外的化學(xué)試劑或者需要定期更換的設(shè)備，只需要必要的維護(hù)保養(yǎng)就能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，另外，回收的液態(tài)二氧化碳和一氧化氮也有廣泛的商業(yè)用途，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶來(lái)說(shuō)，大大降低了投入資本。
附圖說(shuō)明
附圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
圖中：1、尾氣洗滌處理裝置，2、干燥器，3、壓縮機(jī)A，4、換熱器A，5、壓縮機(jī)B，6、聯(lián)軸器A，7、變頻電馬達(dá)A，8、換熱器B，9、膨脹機(jī)A，10、冷凝器A，11、外部制冷裝置A，12、壓縮機(jī)C，13、換熱器C，14、壓縮機(jī)D，15、聯(lián)軸器B，16、變頻電馬達(dá)B，17、換熱器D，18、膨脹機(jī)B，19、冷凝器B，20、外部制冷裝置B，21、膨脹機(jī)C，22、發(fā)電機(jī)，23、低溫泵A，24、液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置A，25、低溫泵B，26、液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置B。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，如附圖1所示，在船舶尾氣綜合處理過(guò)程中，來(lái)自廢氣鍋爐的廢氣，首先進(jìn)入尾氣洗滌處理裝置1，由堿性液體將硫氧化物和二氧化氮等酸性氣體反應(yīng)吸收掉，同時(shí)能除去顆粒物，再進(jìn)入干燥器2，吸收掉廢氣里面的水蒸氣，防止在冷凝器和低溫管道中結(jié)冰堵塞，干燥后的廢氣由壓縮機(jī)A3等熵壓縮升壓，壓縮后的尾氣進(jìn)入換熱器A4由低溫冷卻水等壓冷卻降溫，再進(jìn)入壓縮機(jī)B5進(jìn)一步壓縮至更高壓力，之后進(jìn)入換熱器B8，將排往大氣的純凈低溫尾氣換熱降溫，降溫后的尾氣經(jīng)由膨脹機(jī)A9等熵膨脹降壓降溫，之后廢氣成為為高壓低溫氣體，再通往冷凝器A10中，由外部制冷裝置A11進(jìn)一步降溫將氣態(tài)二氧化碳液化，液化后的二氧化碳經(jīng)由低溫泵B25輸送到液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置B26，除去二氧化碳的廢氣再經(jīng)由一套壓縮膨脹系統(tǒng)，由壓縮機(jī)C12、壓縮機(jī)D14升壓，換熱器A13、換熱器B17降溫，膨脹機(jī)B18降壓降溫成為壓力更高溫度更低的混合氣體，再進(jìn)入更低溫的冷凝器B19，由外部制冷裝置B20降溫，將一氧化氮液化，由低溫泵A23輸送至液態(tài)氣體儲(chǔ)存裝置A24，經(jīng)處理后的廢氣中只含有低溫高壓的氧氣和氮?dú)猓冗M(jìn)入膨脹機(jī)C21，使膨脹機(jī)C21帶動(dòng)發(fā)電機(jī)22發(fā)電產(chǎn)生電能，再先后流經(jīng)換熱器D17、換熱器B8排往大氣，完成廢氣的純凈排放。
本發(fā)明中，壓縮機(jī)和膨脹機(jī)之間由聯(lián)軸器相連，氣體在膨脹機(jī)中膨脹對(duì)外輸出的機(jī)械功可由聯(lián)軸器直接傳送給壓縮機(jī)，壓縮機(jī)可以由膨脹機(jī)和變頻電馬達(dá)帶動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用。
本發(fā)明中，排往大氣的低溫高壓的氧氣和氮?dú)饬鹘?jīng)膨脹機(jī)，再由膨脹機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，之后流經(jīng)兩個(gè)換熱器，為未處理的廢氣降溫，讓系統(tǒng)的能量回收利用，提高系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)性。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體連接方式，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是原理說(shuō)明，可以對(duì)本發(fā)明中的實(shí)施方式和所采用的連接控制方式做出多種變更和修改，而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)。